package com.lei.datastructure.heep;

import com.lei.datastructure.Array;

/**
 * @Author LeiXiaoLei
 * @Date 2022/8/19 10:12
 * @Version 1.0
 */
public class MaxHeep<E extends Comparable<E>> {

    private Array<E> data;

    public MaxHeep(int capacity) {
        data = new Array<>(capacity);
    }

    public MaxHeep() {
        data = new Array<>();
    }

    //heapify实现
    public MaxHeep(E[] arr) {
        data = new Array<>(arr);
        for (int i = parent(arr.length - 1); i >= 0; i--) {
            siftDown(i);
        }
    }

    public int getSize() {
        return data.getSize();
    }

    public boolean isEmpty() {
        return data.isEmpty();
    }

    /**
     * 返回完全二叉树的数组表示中 一个索引的元素的父节点索引
     *
     * @param index 元素索引
     * @return 父节点索引
     */
    private int parent(int index) {
        if (index == 0) throw new IllegalArgumentException("index '0' doesn't have parent.");
        return (index - 1) / 2;
    }

    /**
     * 返回完全二叉树的数组表示中 一个索引的元素的左孩子点索引
     *
     * @param index 元素索引
     * @return 左孩子点索引
     */
    private int leftChild(int index) {
        return (index * 2) + 1;
    }

    /**
     * 返回完全二叉树的数组表示中 一个索引的元素的右孩子点索引
     *
     * @param index 元素索引
     * @return 右孩子点索引
     */
    private int rightChild(int index) {
        return (index * 2) + 2;
    }

    public void add(E e) {
        data.addLast(e);
        siftUp(data.getSize() - 1);
    }

    private void siftUp(int k) {
        while (k > 0 && data.get(parent(k)).compareTo(data.get(k)) < 0) {
            data.swap(k, parent(k));
            k = parent(k);
        }
    }

    public E findMax() {
        if (data.getSize() == 0) throw new IllegalArgumentException("Can not find Max Value when heap is empty.");
        return data.get(0);
    }

    public E extractMax() {
        E res = findMax();
        data.swap(0, data.getSize() - 1);
        data.removeLast();
        siftDown(0);
        return res;
    }

    private void siftDown(int k) {
        while (leftChild(k) < data.getSize()) {
            int j = leftChild(k);
            if (j + 1 < data.getSize() && data.get(j + 1).compareTo(data.get(j)) > 0) j = rightChild(k);
            // data[j] 是 leftChild rightChild 中最大值
            if (data.get(k).compareTo(data.get(j)) >= 0) break;
            data.swap(k, j);
            k = j;
        }
    }

    /**
     * 取出堆中最大元素，并且替换成元素e
     *
     * @param e 新元素
     * @return 最大元素
     */
    public E replace(E e) {
        E ret = findMax();
        data.set(0, e);
        siftDown(0);
        return ret;
    }
}
